CN107026891A - 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置 - Google Patents

在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107026891A
CN107026891A CN201610964672.3A CN201610964672A CN107026891A CN 107026891 A CN107026891 A CN 107026891A CN 201610964672 A CN201610964672 A CN 201610964672A CN 107026891 A CN107026891 A CN 107026891A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
single pair
ethernet transceiver
tdd
buffer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610964672.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107026891B (zh
Inventor
A·奇尼
M·泰兹贝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Original Assignee
Zyray Wireless Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zyray Wireless Inc filed Critical Zyray Wireless Inc
Publication of CN107026891A publication Critical patent/CN107026891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107026891B publication Critical patent/CN107026891B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3822—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving specially adapted for use in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H04L12/4035—Bus networks with centralised control, e.g. polling in which slots of a TDMA packet structure are assigned based on a contention resolution carried out at a master unit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/30—Flow control; Congestion control in combination with information about buffer occupancy at either end or at transit nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

本申请案涉及在交通工具内网络中的本地以太网收发器及PHY装置。当前，存在经由具有SFP+连接器的屏蔽双线馈线电缆在10Gbps下运行的低功率以太网PHY解决方案。然而，这些电缆的成本和范围连同连接器的大小并不匹配交通工具内网络的要求。如果所述电缆被单对屏蔽或同轴电缆替换，那么需要不同机制来提供双向通信。时分双工TDD可用以通过在每一方向上经由所述单对电缆在时间上轮流发射数据而模拟经由所述单对电缆的全双工通信。

Description

在交通工具内网络中的本地以太网收发器及PHY装置
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2015年11月6日申请的第62/252,182号美国临时申请案的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请案大体上涉及交通工具内网络，包含基于以太网的交通工具内网络。
背景技术
机动车中的电子元件通常划分成不同的域，例如动力系域、底盘域、身体/舒适度域、驾驶员辅助域以及人机接口(HMI)域。传统地，这些域中的每一者含有一组控制单元和传感器，其独立于其它域的控制单元和传感器而操作。当今，所述域之间存在更多的交互来支持新的高级特征，例如车道偏离报警和防撞。基于增加的域间交互，这些新的高级特征已进一步导致每一域内的控制单元和传感器的数目以及这些单元在它们处理的数据量和它们操作的速度方面的复杂度的增加。
用以支持这些域内及之间的通信的交通工具内网络基础结构已经由于增加的电子复杂性而受影响。常规交通工具内网络基础结构单独使用的电缆连接的量已经造成汽车电缆组合件变为不仅是汽车中的最高成本组件(常常仅在发动机和底盘后方)中的一者，而且是最重物中的一者，这不利地影响燃料经济性。并且，为了支持各种控件系统和传感器的不同等待时间和带宽要求，常规交通工具内网络基础结构已演进为各种通信网络和协议的异质网络，例如局部互连网络(LIN)、FlexRay、控制器区域网络(CAN)、低电压差分信令(LVDS)以及媒体定向系统输送(MOST)协议。此网络异质性因要求网关实现此些交换而使域之间的通信变复杂。
为提供进一步上下文，图1说明常规交通工具内网络100的实例概述。如图1中所示，常规交通工具内网络100在若干不同域当中划分，包含动力系域、HMI域、身体/舒适度域、底盘域以及驾驶员辅助域。动力系域包含在交通工具的向前和向后移动中起作用的电子控制器和传感器，包含与发动机、传动装置和轴杆的操作相关联的电子控制器和传感器。底盘域包含涉及机动车的框架以及车轮的移动/位置的电子控制器和传感器。举例来说，底盘域可包含支持导向、制动和悬挂的电子控制器和传感器。身体/舒适度域包含用于例如门锁、气候控件和座椅控件等方面的电子控制器和传感器。HMI域包含提供机动车的电子元件与驾驶员/乘客之间的信息交换的电子元件。举例来说，HMI域包含视频系统、电话系统以及信息娱乐系统。最后，驾驶员辅助域包含辅助驾驶员驾驶机动车的电子控制器和传感器。驾驶员辅助域中的电子控制器和传感器涉及例如巡航控制、车道偏离报警以及防撞等系统。
如上所提到，由于每一域的不同要求，例如等待时间和带宽要求，所述域常常使用不同通信协议。举例来说，如图1中所示，动力系域使用基于CAN的网络102，HMI域使用基于LVDS/MOST的网络104，身体/舒适度域使用基于LIN的网络106，且底盘域使用基于FlexRay的网络108。此网络异质性需要每一域具有单独网关110到118，如图1中进一步所示，以允许所述域之间经由骨干网络的通信。
发明内容
本申请案的一个实施例涉及一种在交通工具内网络中的本地以太网收发器，其包括：媒体接入控制(MAC)控制器；物理层(PHY)装置，其包括：发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从所述MAC控制器接收的第一媒体独立接口(MII)数据；接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到所述交通工具内网络中的远程以太网收发器；接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及时分双工(TDD)控制器，其经配置以控制所述发射器在TDD帧期间何时开始经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器，以及所述发射器在所述TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
本申请案的另一实施例涉及一种在交通工具内网络中的本地以太网收发器，其包括：媒体接入控制(MAC)控制器；物理层(PHY)装置，其包括：发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从所述MAC控制器接收的第一媒体独立接口(MII)数据；接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到所述交通工具内网络中的远程以太网收发器；接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及时分双工(TDD)控制器，其经配置以调适所述发射器在TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
本申请案的另一实施例涉及一种物理层(PHY)装置，其包括：发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从MAC控制器接收的第一媒体独立接口(MII)数据；接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到交通工具内网络中的远程以太网收发器；接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及时分双工(TDD)控制器，其经配置以控制所述发射器在TDD帧期间何时开始经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器，以及所述发射器在所述TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
附图说明
并入本文中且形成本说明书的部分的附图说明本发明，且连同描述一起进一步用以解释本发明的原理且使所属领域的技术人员能够制作及使用本发明。
图1说明常规交通工具内网络的实例。
图2说明根据本发明的实施例的本地以太网收发器与远程以太网收发器之间经由无屏蔽双绞线(UTP)电缆链接的以太网的实例框图。
图3说明根据本发明的实施例的在耦合到远程以太网收发器的单对经屏蔽或同轴电缆上使用时分双工(TDD)发射和接收数据的PHY装置的实例框图。
图4说明根据本发明的实施例的展示用于本地以太网收发器和远程以太网收发器的示范性时序指派的时序图。
图5说明根据本发明的实施例的展示用于本地以太网收发器和远程以太网收发器的示范性时序指派的另一时序图。
图6说明可用以实施本发明的各方面的实例计算机系统的框图。
将参考附图描述本发明。一元件第一次出现时的图式通常是在对应参考标号中由最左侧数位指示。
具体实施方式
在以下说明中，阐述许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将了解，可在无这些具体细节的情况下实践包含结构、系统和方法的本发明。本文的描述和表示是所属领域的技术人员用来将其工作的实质最有效地传达给其它所属领域的技术人员的常用手段。在其它情况下，未详细地描述众所周知的方法、程序、组件和电路以免不必要地混淆本发明的方面。
本说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一示范性实施例”等的参考指示所描述实施例可包含一特定特征、结构或特性，但每一实施例可能未必包含所述特定特征、结构或特性。此外，此些短语未必指代同一实施例。另外，当结合一实施例来描述一特定特征、结构或特性时，应理解，无论是否予以明确地描述，结合其它实施例来影响此特征、结构或特性均在所属领域的技术人员的知识范围内。
出于此论述的目的，术语“模块”将理解为包含软件、固件或硬件(例如一或多个电路、微芯片、处理器和/或装置)，或其任何组合。另外，将理解每一模块可包含实际装置内的一个、或多于一个组件，且形成所描述模块的一部分的每一组件可合作性地或独立于形成所述模块的一部分的任何其它组件而起作用。相反，本文所描述的多个模块可表示实际装置内的单一组件。此外，模块内的组件可在单个装置中或者以有线或无线方式分布在多个装置当中。
1.基于以太网的交通工具内网络
由于上文所论述的常规交通工具内网络的问题，需要减少成本、复杂性和/或重量的交通工具内网络的新方法。为此可以使用均质的基于交换以太网的交通工具内网络。但常规交换以太网络对于汽车应用一般是昂贵的，且并不满足在汽车移动时的汽车电磁干扰(EMI)要求。举例来说，在例如100BASE-TX PHY和1000BASE-TX PHY等常见的以太网PHY的数据速度下，这些装置产生的信号边缘快到足以导致太多的辐射能量而无法满足汽车EMI要求。屏蔽电缆可用以减少EMI，但成本和重量增加。
本发明的某些实施例可在机动车中的本地PHY中找到，所述PHY将标准以太网媒体独立接口(MII)数据从4位包流转换到例如3位包流(其中4位和3位仅是示范性值且可为不同的值，如所属领域的技术人员基于本文中的教示将了解)。3位包流可映射到第一和第二三进制位流以用于在无屏蔽双绞线电缆上利用PAM-3传送到机动车中的远程PHY。本地PHY可将所述三进制位流多路复用为单个流以用于经由所述无屏蔽双绞线电缆传输。换句话说，以太网线码的数据流可从4位MII数据流开始，并且然后经历再形成为3位二进制数据流(4b3b)并且进一步转换成两个三进制位(3b2t)流。
所述两个三进制位流可表示九个可能的值，其中可需要仅八个值来表示所述3位二进制数据。在此方面，所述三进制位表示中的额外第九个值可用在流控制码的开始和/或末尾中，且也可用以指示传输误差。所述三进制位表示中的第九个值也可用以解析单个双绞线连接上的三进制符号流的排序。
对于汽车应用，上述以太网线码可允许减缓线速率以便减少EMI，以使得可使用更便宜且更轻重量的无屏蔽电缆，同时仍满足汽车EMI要求。
图2说明根据本发明的实施例的本地以太网收发器202a与远程以太网收发器202b之间经由无屏蔽双绞线(UTP)电缆链接200的以太网的实例框图。两个收发器可实施于机动车内。本地以太网收发器202a包括媒体接入控制(MAC)控制器204a、物理层(PHY)装置206a以及媒体相依接口(MDI)208a。远程以太网收发器202b类似地包括MAC控制器204b、PHY装置206b以及MDI 208b。
本地以太网收发器202a和远程以太网收发器202b经由UTP电缆210通信。UTP电缆210包括例如单对无屏蔽铜导线。用于UTP铜电缆的某些性能准则已经标准化。举例来说，类别3电缆可提供双绞线电缆上的10Mbps以太网传输(10BASE-T)的必要性能。在另一实例中，类别5电缆可提供双绞线电缆上的1000Mbps以太网传输(1000BASE-T)的必要性能。
收发器202a和202b发射和接收的数据可根据众所周知的开放系统互连(OSI)模型而格式化。OSI模型将可操作性和功能性分割为七个相异且阶层式的层。大体上OSI模型中的每一层经结构化以使得其可对紧邻较高介接的层提供服务。举例来说，层1或PHY层可对层2或数据链路层提供服务，且层2可对层3或网络层提供服务。发射的数据可包括以太网媒体独立接口(MII)数据212a和212b的帧，其可由例如流开始和流结束定界符定界。发射的数据也可包括可在数据帧之间传送的IDLE码。
在图2中所示的实例以太网系统中，MAC控制器204a和204b表示层2装置且PHY装置206a和206b表示层1装置。图2中未图示但耦合到MAC控制器204a和204b的装置表示五个最高层中的一或多者。在发射期间，每一层可将其自身的标头添加到从其上方介接层经过的数据。在接收期间，具有与发射装置类似的OSI堆栈的兼容装置可在消息或包从较低层传递直到较高层时剥离所述标头。
MAC控制器204a和204b包括经配置以提供层2要求的合适的逻辑、电路和/或代码。MAC控制器204a和204b可被配置成标准以太网MAC，例如基于IEEE 802.3标准(例如，100BASE-T IEEE 802.3标准或1000BASE-T IEEE 802.3标准)的那些MAC。
PHY装置206a和206b包括经配置以提供层1要求的合适的逻辑、电路和/或代码，其包含但不限于包化、数据传送和串行化/解串行化。PHY装置206a和206b从MAC控制器204a和204b分别接收的数据包可包含用于OSI模型的以上六个功能层中的每一者的数据和标头信息。PHY装置206a和206b可经配置以对将经由UTP电缆210发射的数据包进行编码和/或对从UTP电缆210接收的数据包进行解码。
不同于MAC控制器204a和204b，PHY装置206a和206b可不配置为基于IEEE 802.3标准的标准以太网PHY装置。可做出对PHY装置206a和206b的改变以便满足汽车交通工具内网络的成本、重量和EMI需求。举例来说，在MAC控制器204a和204b经配置为标准100Base-T以太网MAC或1000Base-T以太网MAC的情况下，PHY装置206a和206b可经配置以将分别由MAC控制器204a和204b产生的以太网MII数据212a和212b分别从4位包流转换到3位包流。所述3位包流可各自映射到第一和第二三进制位流以用于经由无屏蔽双绞线电缆210利用PAM-3传送到另一PHY装置。发射PHY装置可将所述三进制位流多路复用为单个流以用于在无屏蔽双绞线电缆210上传输。对于汽车应用，PHY装置206a和206b提供的此以太网线码可允许与符合IEEE 802.3标准的标准PHY装置相比减缓线速率，以便减少EMI以使得可使用更便宜、轻型无屏蔽电缆，例如UTP电缆210，同时仍满足汽车EMI要求。另外，不同于标准以太网顺应性PHY，PHY装置206a和206b可经由单对电缆而不是由100BASE-T和1000-BASE-T以太网收发器使用的两对或四对电缆发射和接收数据。
应注意共模扼流器(CMC)214a和214b可用以抑制共模噪声，且UTP电缆210除两个末端连接器216之外还可具有两个或更多个直插式连接器218。应当进一步注意，图2提供其中可实施本发明的实施例的仅一个实例环境且不打算是限制性的。图2中所示的以太网系统可例如用以支持如图1中所展示的机动车中的不同电子域内及之间的通信。
2.使用时分双工的具有稳健EMC性能的交通工具内以太网PHY
如上文所描述的交通工具内网络的单对100兆位每秒(Mbps)和1千兆位每秒(Gbps)解决方案是可能的。然而，在一些情况下，交通工具内网络可能需要高于1Gbps的数据速率。在此类情况下，可使用屏蔽或同轴电缆来满足在高于1Gbps的这些高数据速率下的汽车EMI要求。然而，单对电缆的使用仍有益于保持低成本和重量。
当前，存在经由具有SFP+连接器的屏蔽双线馈线电缆在10Gbps下运行的低功率以太网PHY解决方案。然而，这些电缆的成本和范围连同连接器的大小并不匹配交通工具内网络的要求。屏蔽双线馈线电缆使用两个单独对的同轴电缆(每一通信方向一对)提供全双工操作。如果所述电缆被单对屏蔽或同轴电缆替换，那么需要不同机制来提供双向通信。时分双工(TDD)可用以通过在每一方向上经由单对电缆在时间上轮流发射数据而模拟经由所述单对电缆的全双工通信。举例来说，为了提供单对屏蔽或同轴电缆上的高于1Gbps的速率，可连同标准10Gbps以太网技术一起使用TDD。
现参看图3，根据本发明的实施例说明图2中的PHY装置206a的实例框图。应注意，图3中的PHY装置206a的实施方案不限于图2中的以太网系统内的使用，且可在任何适当以太网系统中使用，如所属领域的技术人员将理解。PHY装置206a使用TDD经由耦合到远程以太网收发器的单对屏蔽或同轴电缆发射和接收数据，且可例如用以支持如图1中所展示的机动车中的不同电子域内及之间的通信。
PHY装置206a包含从图2中的MAC控制器204a接收MII数据212a的发射器302，以及将MII数据212a发射到MAC控制器204a的接收器304。在发射器302和接收器304的其它末端，发射器302通过数/模转换器(DAC)308耦合到混合端口306，且接收器304通过可编程增益放大器(PGA)310和模/数转换器(ADC)312耦合到混合端口306。混合端口306使得能够将PHY装置206a经由UTP电缆210发射和接收的信号分离以允许全双工通信(即，经由UTP电缆210在两个方向上的同时通信)。PHY装置206a进一步包含TDD控制器314、TX缓冲器316和RX缓冲器318。并且，因为使用了TDD，所以PHY装置206a不实施(或需要)回声消除器。
TX缓冲器316用以允许在PHY装置206a经由屏蔽或同轴电缆接收数据的同时从MAC控制器(未图示)接收的MII数据212a的临时存储。MAC控制器可例如为标准IEEE 802.310Gbps MAC控制器。存储在TX缓冲器316中的MII数据212a将经由耦合到远程以太网收发器的屏蔽或同轴电缆而发射。RX缓冲器318在由PHY装置206a使用以经由屏蔽或同轴电缆接收数据的时钟与由MAC控制器(再次未图示)使用以接收存储在RX缓冲器318中的MII数据212a的时钟的之间提供匹配时钟的弹性。
如果TX缓冲器316被填充且屏蔽或同轴电缆不可用以发射，那么数据会丢失。使用大的TX缓冲器316且减少从MAC到PHY装置206a的有效数据流降低了丢包的概率。如果MAC与PHY装置206a之间存在流控制机制，那么较好地利用系统处理量、等待时间和缓冲器大小。图3中所示正由TX缓冲器316产生的控制信号是用于此目的。在TX缓冲器316被填充且数据丢失之前，TX缓冲器316产生控制信号(COL)以向MAC用信号表示暂停其MII数据212a向PHY装置206a的发射。通常，在此些情况下，数据在MAC的开关缓冲器中缓冲且当PHY装置可用时发送到PHY装置。替代于产生COL信号，PHY装置206a可按照IEEE 802.3标准产生暂停命令以提供流控制。在其中MAC直接连接到PHY装置206a且MAC处不存在可用的开关缓冲器的应用中，TX缓冲器316可设定大小为足够大以避免丢包。
TDD控制器314经配置以控制虚线框内的PHY装置206a的组件的发射和接收时间。举例来说，TDD控制器314可将控制信号提供到虚线框内的PHY装置206a的组件，所述控制信号指示何时PHY装置206a将发射。接收器304可使用由TDD控制器314提供的此控制信号以在PHY装置206a正发射的时间期间防止调适其可使用的任何滤波器。举例来说，由接收器304使用以执行均衡或串扰消除的任何滤波器在PHY装置206a正发射的时间期间可暂停更新或调适。发射器302可使用由TDD控制器314提供的此控制信号来开始和停止发射。另外，当PHY装置206a正发射时，混合端口306可使用由TDD控制器314提供的控制信号来隔离PHY装置206a的接收路径(包含RX缓冲器318、接收器304、ADC 312和PGA 310)与耦合到远程以太网收发器的屏蔽或同轴电缆。类似地，当PHY装置206a正接收时，混合端口306可使用由TDD控制器314提供的控制信号来隔离PHY装置206a的发射路径(包含TX缓冲器314、发射器302和DAC 308)与耦合到远程以太网收发器的屏蔽或同轴电缆。
现参看图4，根据本发明的实施例说明展示用于其中实施PHY装置206a的本地以太网收发器的示范性时序指派以及用于PHY装置206a与其通信的远程以太网收发器的示范性时序指派的时序图400。时序图400具体地说明两个完整TDD帧，包含TDD帧402，在此期间本地和远程以太网收发器中的每一者具有发射和接收的机会。
在TDD帧402期间，本地以太网收发器是经由到远程以太网收发器的通信链路进行发射的第一装置。本地以太网收发器的发射可以开始流定界符(SSD)404开始，其含有标记TDD帧402的开始的已知序列。本地以太网收发器可进一步以流结束定界符(ESD)406结束其发射，其含有标记本地以太网收发器的发射结束的已知序列。
在接收ESD 406之后且在预定突发间间隙(IBG)410已过去之后，远程以太网收发器可开始其发射。远程以太网收发器可继续发射直到TDD帧402的结束减去为预定帧间间隙(IFG)408保留的时间量。虽然不必要，但远程以太网收发器的发射还可包含SSD和ESD标记。在此情况下，这些标记向本地以太网收发器告知远程以太网收发器何时已结束发射其数据。本地以太网收发器可通过较早地开始下一TDD帧而利用此信息。
在一个实施例中，本地以太网收发器可具有对时间长度的控制，且远程以太网收发器可进行发射，从而允许可变或自适应的TDD帧长度。在另一实施例中，TDD帧长度可为预定的或在连通周期期间设定。用于本地和远程以太网收发器的发射时间指派不必为相等或对称的。举例来说，对于例如汽车相机等应用，由相机产生的数据通常比控件所述相机需要的数据量大得多。在此实例中，假定相机附接到远程以太网收发器且相机的控制装置附接到本地以太网收发器，可指派所述两个以太网收发器的发射时间以使得在TDD帧期间远程以太网收发器具有比本地以太网收发器更多的发射时间。TDD方法允许如图5的时序图500中所示的此不对称时间指派。在又一实施例中，当不存在将从本地或远程以太网收发器发送的数据时，可缩短指派给所述装置的发射时间以降低功率。在此情况下，存在两个选项可用：第一选项是保持TDD帧长度固定，且第二选项是减少TDD帧长度。
应注意，上文关于图4和5所论述的所有发射信号格式化特征和功能性(例如，SSD和ESD标记的添加)可由图3中所示的本地以太网收发器的PHY装置206a的发射器302实施。
应当进一步注意，上文关于图4和5所论述的所有时序特征和功能性(例如，每一以太网收发器将发射的时间长度的控制，其可为对称的、不对称的和/或自适应的，以及总体TDD帧的长度的控制)可由图3中的TDD控制器314实施。举例来说，TDD控制器314可提供控制信号，其可向发射器302用信号表示何时开始和停止经由屏蔽或同轴电缆发射发射信号，以及发射器302将经由屏蔽或同轴电缆发射所述发射信号有多久(即，在时间上的持续时间)。TDD控制器314可基于若干因数调适此发射持续时间，包含TX缓冲器316正缓冲的当前数据量以及从高层应用接收的控制信号。
3.实例计算机系统环境
所属领域的技术人员将了解，如本文中所描述的本发明的各种元件和特征可使用模拟和/或数字电路以硬件实施，以软件实施，通过一或多个通用或专用处理器对指令的执行而实施，或实施为硬件与软件的组合。
出于完整性起见提供通用计算机系统的以下描述。本发明的实施例可以硬件实施，或实施为软件和硬件的组合。因此，本发明的实施例可在计算机系统或其它处理系统的环境中实施。图6中展示此计算机系统600的实例。图2和3中所描绘的块可在一或多个计算机系统600上执行以执行本文所描述的功能性。
计算机系统600包含一或多个处理器，例如处理器604。处理器604可为专用或通用数字信号处理器。处理器604连接到通信基础设施602(例如，总线或网络)。在此示范性计算机系统的方面描述各种软件实施方案。在阅读此描述之后，所属领域的技术人员将明了如何使用其它计算机系统和/或计算机架构实施本发明。
计算机系统600还包含主存储器606，优选地为随机存取存储器(RAM)，且还可包含辅助存储器608。辅助存储器608可包含例如硬盘驱动器610和/或可装卸式存储驱动器612，其表示软磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器或类似物。可装卸式存储驱动器612以众所周知的方式从可装卸式存储单元616进行读取和/或对其进行写入。可装卸式存储单元616表示由可装卸式存储驱动器612读取和由其写入的软磁盘、磁带、光盘或类似物。如所属领域的技术人员将了解，可装卸式存储单元616包含其中存储有计算机软件和/或数据的计算机可用存储媒体。
在替代的实施方案中，辅助存储器608可包含用于允许计算机程序或其它指令加载到计算机系统600中的其它类似装置。此些装置可包含例如可装卸式存储单元618和接口614。此些装置的实例可包含程序卡带和卡带接口(例如视频游戏装置中所见)、可装卸式存储器芯片(例如EPROM或PROM)和相关联插座、拇指驱动器和USB端口，以及其它可装卸式存储单元618和允许软件和数据从可装卸式存储单元618传送到计算机系统600的接口614。
计算机系统600还可包含通信接口620。通信接口620允许在计算机系统600与外部装置之间传送软件和数据。通信接口620的实例可包含调制解调器、网络接口(例如以太网卡)、通信端口、PCMCIA槽和卡等。经由通信接口620传送的软件和数据呈信号的形式，所述信号可为能够由通信接口620接收的电子、电磁、光学或其它信号。这些信号经由通信路径622提供到通信接口620。通信路径622载运信号且可使用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝式电话链路、RF链路和其它通信信道来实施。
如本文所使用，术语“计算机程序媒体”和“计算机可读媒体”用以一般指代有形的存储媒体，例如可装卸式存储单元616和618或安装在硬盘驱动器610中的硬盘。这些计算机程序产品是用于将软件提供到计算机系统600的装置。
计算机程序(也被称为计算机控制逻辑)存储在主存储器606和/或辅助存储器608中。计算机程序也可以经由通信接口620接收。此些计算机程序当执行时使得计算机系统600能够实施如本文所论述的本发明。确切地说，计算机程序当执行时使得处理器604能够实施本发明的过程，例如本文所描述的方法中的任一者。因此，此些计算机程序表示计算机系统600的控制器。在使用软件实施本发明的情况下，软件可存储在计算机程序产品中且使用可装卸式存储驱动器612、接口614或通信接口620加载到计算机系统600中。
在另一实施例中，本发明的特征是使用例如专用集成电路(ASIC)和门阵列等硬件组件主要以硬件来实施。实施硬件状态机以便执行本文所描述的功能也是所属领域的技术人员将了解的。
4.结论
上文已借助于说明指定功能及其关系的实施的功能建置块来描述实施例。为了便于描述，本文已任意地界定这些功能建置块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，便可界定替代边界。
特定实施例的前述描述将充分地揭露本发明的一般性质，使得在不脱离本发明的一般概念的情况下，其它人可以通过应用本领域技术内的知识针对各种应用而易于修改和/或调适此类特定实施例，而无需进行不当实验。因此，基于本文所呈现的教示和指导，此类调适和修改既定在所公开实施例的等效物的含义和范围内。应理解，本文的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由所属领域的技术人员按照教示及指导进行解译。

Claims (20)

1.一种在交通工具内网络中的本地以太网收发器，其包括：
媒体接入控制MAC控制器；
物理层PHY装置，其包括：
发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从所述MAC控制器接收的第一媒体独立接口MII数据；
接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；
发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到所述交通工具内网络中的远程以太网收发器；
接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及
时分双工TDD控制器，其经配置以控制所述发射器在TDD帧期间何时开始经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器，以及所述发射器在所述TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
2.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器经配置以调适所述持续时间。
3.根据权利要求2所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器经配置以基于由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据的量而调适所述持续时间。
4.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器经配置以调适所述TDD帧的时间长度。
5.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中PHY装置进一步包括混合端口，所述混合端口经配置以基于所述发射器经由所述单对电缆发射所述发射信号而隔离所述接收器与所述单对电缆。
6.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器进一步经配置以基于所述发射器经由所述单对电缆发射所述发射信号而控制所述接收器停止由所述接收器实施的均衡器或串扰消除器的调适。
7.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中所述MAC控制器是顺应IEEE 802.3标准的10千兆位每秒Gbps MAC控制器。
8.根据权利要求1所述的本地以太网收发器，其中所述单对电缆是屏蔽或同轴电缆。
9.一种在交通工具内网络中的本地以太网收发器，其包括：
媒体接入控制MAC控制器；
物理层PHY装置，其包括：
发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从所述MAC控制器接收的第一媒体独立接口MII数据；
接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；
发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到所述交通工具内网络中的远程以太网收发器；
接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及
时分双工TDD控制器，其经配置以调适所述发射器在TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
10.根据权利要求9所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器经配置以基于由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据的量而调适所述持续时间。
11.根据权利要求10所述的本地以太网收发器，其中所述TDD控制器经配置以调适所述TDD帧的时间长度。
12.根据权利要求9所述的本地以太网收发器，其中所述单对电缆是屏蔽或同轴电缆。
13.一种物理层PHY装置，其包括：
发射缓冲器，其经配置以缓冲经由第一路径从MAC控制器接收的第一媒体独立接口MII数据；
接收缓冲器，其经配置以缓冲用于经由第二路径发射到所述MAC控制器的第二MII数据；
发射器，其经配置以处理由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据以形成发射信号用于经由单对电缆发射到交通工具内网络中的远程以太网收发器；
接收器，其经配置以处理经由所述单对电缆从所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器接收的接收信号以将所述第二MII数据提供到所述接收缓冲器用于缓冲；以及
时分双工TDD控制器，其经配置以控制所述发射器在TDD帧期间何时开始经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述交通工具内网络中的所述远程以太网收发器，以及所述发射器在所述TDD帧期间经由所述单对电缆将所述发射信号发射到所述远程以太网收发器的持续时间。
14.根据权利要求13所述的PHY装置，其中所述TDD控制器经配置以调适所述持续时间。
15.根据权利要求14所述的PHY装置，其中所述TDD控制器经配置以基于由所述发射缓冲器缓冲的所述第一MII数据的量而调适所述持续时间。
16.根据权利要求13所述的PHY装置，其中所述TDD控制器经配置以调适所述TDD帧的时间长度。
17.根据权利要求13所述的PHY装置，其进一步包括：
混合端口，其经配置以基于所述发射器经由所述单对电缆发射所述发射信号而隔离所述接收器与所述单对电缆。
18.根据权利要求13所述的PHY装置，其中所述TDD控制器进一步经配置以基于所述发射器经由所述单对电缆发射所述发射信号而控制所述接收器停止由所述接收器实施的均衡器或串扰消除器的调适。
19.根据权利要求13所述的PHY装置，其中所述MAC控制器是顺应IEEE 802.3标准的10千兆位每秒Gbps MAC控制器。
20.根据权利要求13所述的PHY装置，其中所述单对电缆是屏蔽或同轴电缆。
CN201610964672.3A 2015-11-06 2016-11-04 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置 Active CN107026891B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562252182P 2015-11-06 2015-11-06
US62/252,182 2015-11-06
US15/135,302 2016-04-21
US15/135,302 US10313091B2 (en) 2015-11-06 2016-04-21 Robust electromagnetic compatibility performance for in-vehicle Ethernet PHYs utilizing time division duplexing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107026891A true CN107026891A (zh) 2017-08-08
CN107026891B CN107026891B (zh) 2020-10-27

Family

ID=57485271

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621198244.6U Active CN206283535U (zh) 2015-11-06 2016-11-04 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置
CN201610964672.3A Active CN107026891B (zh) 2015-11-06 2016-11-04 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621198244.6U Active CN206283535U (zh) 2015-11-06 2016-11-04 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10313091B2 (zh)
EP (4) EP3518473B1 (zh)
CN (2) CN206283535U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111108719A (zh) * 2017-09-18 2020-05-05 诺基亚技术有限公司 用于协调通信系统中的fdx和tdd通信的方法和装置
CN112821918A (zh) * 2021-02-20 2021-05-18 武汉电信器件有限公司 一种可插拔的无线信号收发模块和无线信号收发的方法
CN113454946A (zh) * 2019-02-28 2021-09-28 Abb瑞士股份有限公司 通过在电动交通工具供应设备与电动交通工具之间的基本接口的以太网

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3566486A1 (en) * 2017-01-09 2019-11-13 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Coordination of duplex directions in nr tdd system
DE102017208884A1 (de) * 2017-05-24 2018-11-29 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektrische Verbindungseinheit und Verfahren zu deren Herstellung
FR3067896B1 (fr) * 2017-06-19 2019-06-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de raccordement d'elements electriques dans un vehicule automobile
CN110875796B (zh) * 2018-08-30 2021-02-23 华为技术有限公司 物理层端口通道化的方法和装置
US11424953B2 (en) * 2018-11-28 2022-08-23 Kinnexa, Inc. Modular physical layer and integrated connector module for local area networks
US11451365B2 (en) * 2019-03-29 2022-09-20 Nxp B.V. Communications device and method of communications
WO2021038482A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Marvell Asia Pte, Ltd. Precoding for asymmetric two-way ethernet physical layer
US11411604B2 (en) * 2020-03-09 2022-08-09 Marvell Asia Pte Ltd Noise mitigation in an automotive ethernet network
US20220294599A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-15 Marvell Asia Pte Ltd Configurable Transfer Rates over a Two-Way Ethernet Link
US11784779B2 (en) 2021-12-09 2023-10-10 Marvell Asia Pte Ltd Automotive asymmetric ethernet using a frequency-division duplex scheme with a low-rate echo cancelation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080102763A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Samsung Electronics Co. Ltd. Apparatus for tx/rx antenna switch in tdd wireless communication system
US20120287829A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Micrel, Inc. Adaptive pause time energy efficient ethernet PHY
CN102983930A (zh) * 2011-09-06 2013-03-20 美国博通公司 使用时分双工的以太网物理层设备
US20140010537A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Broadcom Corporation EPON/EPOC Time Division Duplex (TDD) Mode

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614372B1 (en) * 2002-02-12 2003-09-02 Intel Corporation (N-1)/n current reduction scheme in a n-to-one parallel-to-serial conversion
US7126378B2 (en) * 2003-12-17 2006-10-24 Rambus, Inc. High speed signaling system with adaptive transmit pre-emphasis
CA2525355A1 (en) 2004-11-04 2006-05-04 Jacobi Systems Corp. A method and apparatus for transmission of digital signals over a coaxial cable
CN101142673B (zh) * 2005-03-18 2010-04-14 富士通微电子株式会社 半导体器件及其制造方法
US7835389B2 (en) * 2006-09-20 2010-11-16 Broadcom Corporation Method and system for an extended range Ethernet line code using 4B/3B mapping
US20130035954A1 (en) * 2009-05-07 2013-02-07 Pathway Genomics Genomics-based alerting systems
KR101490409B1 (ko) * 2014-02-13 2015-02-05 현대자동차주식회사 차량용 이더넷을 위한 제어기 및 그 제어방법
US9495812B2 (en) * 2015-03-10 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC Calibrating electronic modules of a vehicle using a configuration application

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080102763A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Samsung Electronics Co. Ltd. Apparatus for tx/rx antenna switch in tdd wireless communication system
US20120287829A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Micrel, Inc. Adaptive pause time energy efficient ethernet PHY
CN102983930A (zh) * 2011-09-06 2013-03-20 美国博通公司 使用时分双工的以太网物理层设备
US20140010537A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Broadcom Corporation EPON/EPOC Time Division Duplex (TDD) Mode

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111108719A (zh) * 2017-09-18 2020-05-05 诺基亚技术有限公司 用于协调通信系统中的fdx和tdd通信的方法和装置
US11894958B2 (en) 2017-09-18 2024-02-06 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for coordinating FDX and TDD communications in a communication system
CN113454946A (zh) * 2019-02-28 2021-09-28 Abb瑞士股份有限公司 通过在电动交通工具供应设备与电动交通工具之间的基本接口的以太网
CN112821918A (zh) * 2021-02-20 2021-05-18 武汉电信器件有限公司 一种可插拔的无线信号收发模块和无线信号收发的方法
CN112821918B (zh) * 2021-02-20 2022-07-05 武汉电信器件有限公司 一种可插拔的无线信号收发模块和无线信号收发的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3166259B1 (en) 2019-10-09
EP3621247A1 (en) 2020-03-11
CN107026891B (zh) 2020-10-27
EP3518473A1 (en) 2019-07-31
EP3518473B1 (en) 2021-02-24
EP3621247B1 (en) 2024-01-10
EP3166259A1 (en) 2017-05-10
US20170134149A1 (en) 2017-05-11
CN206283535U (zh) 2017-06-27
EP4297349A2 (en) 2023-12-27
EP4297349A3 (en) 2024-03-20
US10313091B2 (en) 2019-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206283535U (zh) 在交通工具内网络中的本地以太网收发器及phy装置
US6975637B1 (en) Apparatus for ethernet PHY/MAC communication
US7477611B2 (en) Method and apparatus for performing wire speed auto-negotiation
US8665902B2 (en) Method and system for reducing transceiver power via a variable symbol rate
EP1166505B1 (en) Integrated ethernet switch
US8565105B2 (en) Method and system for ethernet switching, conversion, and PHY optimization based on link length in audio/video systems
US20080288995A1 (en) Method And System For Enabling Video Communication Via Ethernet Utilizing Asymmetrical Physical Layer Operations
US20100111081A1 (en) Method And System For Physical Signaling Between A Higher Layer And A PHY To Manage Energy Efficient Network Devices And/Or Protocols
TWI493930B (zh) 一種用於聯網的方法和系統
WO2005091569A1 (en) Transceiver with automatic configuration based on auto-negociation
CN101616048A (zh) 多端口以太网收发信机
US20100014566A1 (en) Method and apparatus for a 10gbase-t small form factor pluggable (sfp+) module
EP3565201A1 (en) Wired communications device and method for operating a wired communications device
US20040091027A1 (en) System, method and device for autonegotiation
Choi et al. High-speed, low-latency in-vehicle network based on the bus topology for autonomous vehicles: Automotive networking and applications
EP3565202A1 (en) Wired communications device and method for operating a wired communications device
EP1668832B1 (en) Scalable device-to-device interconnection
US9742701B2 (en) Attachment unit interfaces for non-identical data rate links
Utter et al. SatCat5: A Low-Power, Mixed-Media Ethernet Network for Smallsats
EP2073465A1 (en) Method and system for a distinct physical pattern on an active channel to indicate a data rate transition for energy efficient ethernet
Moorthy Gigabit ethernet
CN116633707A (zh) 一种通信方法及通信装置
CN114189315A (zh) 基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统及方法
Ganga IEEE 802.3 architecture and 40/100GbE
Ethernet Gigabit Ethernet

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180213

Address after: Singapore Singapore

Applicant after: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte. Ltd.

Address before: American California

Applicant before: Zyray Wireless Inc.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20181025

Address after: Singapore Singapore

Applicant after: Annwa high tech Limited by Share Ltd

Address before: Singapore Singapore

Applicant before: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte. Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant